Основные характеристики некоторых геофизических полей и их источников

Геофизическое поле	Характе­ристики поля	Еди­ницы изме­рения	Петрофизическая характеристика	Единицы измере­ния
Гравитационное поле	Ускорение свободного падения	[м/с2]или [Н/кг].	Поле тяготения	«непер» (нп)
Магнитное поле	Полный вектор напряжонности	Ампер на метр(а/м)	магнитной восприимчивости, намагниченности, радиоактивности	веберах (Вб)
Электро- магнитное поле	Составляющие вектора напряженности	Ex-в мВ/км,Н-в нанотеслах(нТл)	Величина электропроводности	(σ)
Поле упругих колебаний	Скорость распространение продольных поперечных упругих волн	Гц	энергия упругих колебаний	мСмм (миллиСименс на метр)
Тепловое поле	Температура ,тепловой поток	Вт/м2	(теплофизическое) температуропроводность.	в градусах Цельсия (С°) или Кельвинах (К)
Радиационное поле

В этом разделе подробно рассмотреть физические основы метода, регистрируемые параметры, используемую аппаратуру, виды кривых, масштабы записи, решаемые задачи.

Типы сейсмических волн, продольные, поперечные волны. Отражение, преломление, дифракция, рефракция упругих волн.

От пункта возбуждения во все стороны распространяются упругие волны. Вдоль земной поверхности идут поверхностные волны, а в глубь слоя распространяются прямые или падающие (продольная и поперечная) волны. На границах раздела сред с разными скоростями упругих волн за счет энергии падающей волны возникают отраженные и преломленные волны. При этом могут образоваться отраженные и преломленные волны как того же типа, что и падающая (монотипные, однотипные волны), так и другого типа (обменные волны). Поскольку продольные волны обладают большими скоростями, чем поперечные (и поэтому к пунктам регистрации приходят первыми), а при возбуждении упругих волн взрывами и многими невзрывными источниками возникают в основном продольные волны, то в сейсморазведке они используются чаще. В дальнейшем речь будет идти в основном о продольных волнах, хотя все рассмотренные закономерности могут быть справедливы и для поперечных волн. Отражение монотипных продольных сейсмических волн происходит на границах слоев с разными волновыми сопротивлениями (акустическими жесткостями σV), т.е. условие образования отраженной волны определяется неравенством

σ ₁V₁≠σ₂V₂

где V1, V2 и σ 1,σ 2 – скорости распространения волн и плотности пород в первом и втором слоях, а угол падения равен углу отражения (рис.).

Рис. Основные типы продольных волн: а – 1 – прямая, 2 – отраженная, 3 – преломленная проходящая, 4 – преломленная скользящая, 5 – преломленная головная; б и в – рефрагированные волны, образующиеся во втором слое и в среде с возрастающими с глубиной скоростями упругих волн .

Из преломленных волн для сейсморазведки особый интерес представляют волны, падающие под углом = i, называемым критическим, или углом полного внутреннего отражения, когда угол преломления становится равным 90º. В этом случае вдоль границы раздела пойдет скользящая преломленная волна. Именно она, согласно принципу Гюйгенса, создает новые волны, называемые головными, которые изучаются в сейсмическом методе преломленных волн. При = 90º, sin = 1 и формула для определения критического угла падения получит вид sin i = V1/V2. Так как sin i 1, то условием образования скользящей, а значит, и головной преломленной волны является V2 V1. Если скорость распространения упругой волны в среде возрастает с глубиной, то лучи проходящих волн искривляются и возвращаются на поверхность. Такие волны называются рефрагированными. На рис б, изображена рефрагированная волна, образующаяся в слоистой толще, перекрытой однородным слоем.

Подобную форму лучей рефрагированных волн можно объяснить следующим образом (рис. в). Если среду с непрерывно возрастающей с глубиной скоростью разбить на отдельные прослои с V1 V2 V3 … Vn, то на границах между ними должны образоваться преломленные волны. Углы преломления в данном разрезе согласно закону отражения - преломления будут возрастать по мере углубления (β_1,2 <(β_2,3 <… <β_n-1, _n ) до тех пор, пока β_n-1, n = 90º в точке максимального проникновения или поворота луча. Далее волна выйдет на поверхность наблюдений. Рассмотренными особенностями объясняется тот факт, что волны, входящие в подобную среду под меньшим углом падения, проникают глубже.